El primer motor cuántico sin combustible IVO ya está en el espacio

Motor Cuántico Espacial

Se imaginan un motor que puede funcionar sin combustible, y más aún que quebrante las leyes de la física como las conocemos, suena a ciencia ficción verdad? Pero recientes noticias de diferentes fuentes señalan que se está llevando a cabo las pruebas de un satélite que está en órbita, el Barry-1, el mismo que fue lanzado el pasado 11 de noviembre de 2023 gracias al cohete Falcom9 de SpaceX para posicionarlo en la órbita baja de la Tierra, este satélite estaría llevando a bordo dos de estos motores cuánticos sin combustible, para dar propulsión. Esto que suena increíble por el momento se está probando en un satélite, pero se espera que en el futuro se lo implemente para los viajes espaciales tripulados, dando una innovadora y disruptiva forma de viajar, una revolución, estaremos rumbo hacia una era de exploración intergaláctica sin precedentes.

Según la empresa principal IVO Aerospace, que lleva a cabo este proyecto los motores logran cumplir este innovador propósito valiéndose de principios de Mecánica Cuántica. El equipo a cargo explica también  que se está desafiando las ideas tradicionales de la física clásica o los principios de movimiento establecidos por Isaac Newton, en donde un objeto o cuerpo se mueve en línea recta y a velocidad constante a menos que haya otro que lo empuje. Esta nueva idea se llama Quantized inercia cuyo autor es el Físico Mike McCulloch. Lo que se busca es ampliar la física tradicional y entenderla de mejor manera, y más no romper sus leyes convencionales, ver todo desde otro punto de vista (Física Cuántica).

Recalcando la otra característica principal del motor de IVO Quantum Drive (que no es un motor de curvatura o motor warp), el no uso de combustible  es un gran avance, ya que los motores tradicionales de cohetes y vehículos espaciales necesitan llevar almacenado dentro una gran cantidad de combustible, ya que se necesita generar un gran empuje, pero esto a su vez limita la autonomía y velocidad de los vehículos debido al gran peso, es por eso que el principio de Inercia Cuántica del motor lo que hace es alterar la masa de un objeto a través de campos eléctricos y magnéticos, logrando impulso cuántico. El motor es eléctrico y funciona con energía solar. Lo que se busca también es generar energía limpia para el movimiento de los vehículos, para una exploración espacial sostenible, ya que si se usa combustible se obtiene emisiones de gas contaminantes.

Ahora lo que se sabe es que ya se hicieron pruebas de laboratorio sobre el desempeño de los motores y este fue exitoso, y ya se efectúan las pruebas en situaciones reales en el satélite Barry-1 puesto en órbita, el mismo que esta siendo monitoreado. Se esperan obtener resultados más concluyentes en unos seis meses como máximo, comprobando si hubo cambio en la posición de la órbita del satélite. 

Opinión:

Este proyecto con tecnología de vanguardia, tiene un potencial revolucionario en la industria aeroespacial, pero obviamente estamos esperando los resultados de las últimas pruebas en situaciones reales para corroborar concluyentemente su efectividad, y saber las implicaciones para misiones tripuladas y no tripuladas, ya que las pruebas por el momento se las está realizando en un vehículo no tripulado.

Lo que se busca sobre todo es una eficiencia energética en el espacio, reducción de la dependencia de los combustibles fósiles, un medio de transporte limpio o libre de emisiones contaminantes, y obviamente el aspecto económico es algo que tampoco se ha descartado y que se tomará en cuenta, la ligereza y simpleza por la carencia de motores de combustión, son un ahorro significativo de recursos, dan un impacto en la economía espacial. Tendríamos un medio de transporte limpio, eficiente y más económico que los convencionales. Puede tomar más tiempo corroborar el verdadero desempeño de esta tecnología, sobre todo luego de ciertos años estando en servicio.

Fuente:

-Enséñame de Ciencia

-YouTube

Mira también:

👉 -Grafeno y su uso en la computación cuántica, otros uso del grafeno.

👉 -Superconductores exóticos para mejorar computación cuántica.

👉  -Antigravedad mediante levitación.

👉 -10 formas de almacenar energía renovable.

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Descubren un nuevo método para producir electricidad con calor | Antiferromagnetismo aplicaciones | Materiales antiferromagnetismo | Antiferromagnetismo ejemplos

¿Cómo producir electricidad del calor? Nuevo método

Un estudio referente a nuevos materiales antiferromagnéticos promete ser una mejora para obtener electricidad del calor residual, a diferencia por ejemplo del uso de los semiconductores en generadores termoeléctricos por efecto Seebeck, y de los ferroimanes convencionales, que producen campos magnéticos adicionales no deseados. Es un trabajo publicado en la revista Nature, y que fue realizado por el Instituto Max Planck, con colaboración de la Universidad de Ohio y la Universidad de Cincinnati.

Se intenta aprovechar un fenómeno conocido como efecto Nernst, que está también presente en  los ferroimanes comunes, pero en particular se explora las propiedades de nuevos materiales antiferromagnéticos que presentan de manera anómala este efecto que puede ser utilizado con fines más prácticos. Este efecto Nernst como afirman los expertos,  no debería de existir en estos materiales antiferromagnéticos, pero existe en gran medida en un nuevo material explorado, el YbMnBi2 (su fórmula química).

Anteriormente se había indagado que el efecto Nernst anómalo o ANE se podía producir en materiales ferromagnéticos, con lo cuál se lograba generar electricidad del calor, incluso sin la influencia de un campo magnético. Existe un parámetro conocido como fase Berry que se correlaciona con el ANE, y ésta a su vez lo puede incrementar en mayor cantidad.

Es bien sabido también que el ANE se relaciona con los momentos magnéticos, en especial en los materiales ferromagnéticos. Pero en lo que respecta a los materiales antiferromagnéticos nunca se sospechó de la presencia del ANE, y esto también debido a que en estos materiales los momentos magnéticos externos no son de ninguna manera evidentes o medibles, ni siquiera un campo, y esto también teniendo subredes magnéticas de compensación.

Volviendo a la observación y al estudio de YbMnBi2, este compuesto tiene un récord de ANE encontrado a diferencia de otros materiales antiferromagnéticos, este sería de alrededor 6 mV/K, y esto ocurre debido a un fuerte acoplamiento entre espín y órbita(esto gracias al Bismuto) y estructura de espín no colineal, así también la curva de la fase berry es diferente de cero. Y la topología también es otro factor a tomar en cuenta, aunque primero fue parte en el diseño de imanes.

Esta clase de nuevos materiales antiferromagnéticos, muestran también una buena conductividad eléctrica, pero también lo que llama la atención es que en particular en el compuesto YbMnBi2, es el factor de mérito (ZT) logrado que es anómalo y superior a la de todos los ferroimanes conocidos Pero sin embargo debe seguirse mejorando su rendimiento, aunque señalan, es más alto que el de los ferroimanes.

En síntesis, lo que buscan para aplicaciones más prácticas, es crear generadores termoeléctricos, en donde el flujo de electrones se desplace de manera perpendicular al flujo de calor, y con una estructura más simple que los actuales dispositivos comerciales.

¿Y cuáles son los materiales antiferromagnéticos? 

Son aquellos que presentan la propiedad de antiferromagnetismo, en donde los momentos magnéticos del material están ordenados en pares, en la misma dirección pero con sentido opuesto entre sí. Dan como resultado un magnetismo neto nulo, ya que ambos momentos del par tienen la misma intensidad. En cambio si un momento del par tiene diferente intensidad, se produce una reducción entre sí, pero si se extiende esto en todos los pares del material y se obtiene un momento magnético resultante grande nos referimos a un comportamiento de ferrimagnetismo (aunque se produzca por interacciones antiferromagnéticas), como el caso de la magnetita. Los momentos pueden quedar alineados de acuerdo a la intensidad y sentido de un campo magnético externo aplicado, incluso se puede llegar a anular el antiferromagnetismo, y quedar actuando como un imán permanente.

Otro aspecto que también hay que tomar en cuenta al momento de trabajar con materiales antiferromagnéticos, es la temperatura de Neel, aquella temperatura en la cual este material deja de ser antiferromagnético, para pasar a ser paramagnético. Y esta temperatura puede variar de acuerdo al material, o de acuerdo a sus características.

Opinión:

El efecto Nernst, se produce más comúnmente en semiconductores que en los metales, pero para este trabajo se descubrió un efecto Nernst inesperado en una sustancia que está compuesta solo de metales, lo que nos lleva extender este concepto, aparte del aporte que nos brinda este estudio con respecto al diseño de nuevos dispositivos termoeléctricos más simples y eficientes. 

Algo que no se mencionó, es si este método también se puede aplicar a la inversa, es decir producir diferencia de temperatura mediante el voltaje, y de haber esta posibilidad, se podría pensar tal vez en crear mejores dispositivos que las celdas Peltier, por lo menos en lo que respecta a simplificar su estructura.

Referencias:

https://www.infobae.com/america/agencias/2021/11/26/ciencia-nuevo-horizonte-para-producir-electricidad-del-calor-residual/

https://youtu.be/_t53LGmpWLA

https://youtu.be/yWaQ8mtWz-A

Nuevos superconductores exóticos podrían mejorar la computación cuántica | Superconductores usos | Tipos de superconductores | Como funcionan los superconductores | Superconductores aplicaciones en la informática

El nuevo descubrimiento realizado por científicos del MIT, promete ser una revolución, ya que se trata de un nuevo material superconductor que aprovecha un fenómeno o propiedad física conocida como superconductividad exótica, y que además puede ser reestructurado a voluntad, lo que sin duda ayudaría a acelerar el desarrollo y la mejora de la computación cuántica, los circuitos electrónicos y quizá buscar otras más diversas aplicaciones.

Se trataría de un nuevo material de carácter cuántico, lo que se conoce comúnmente es que a nivel cuántico o a escala subatómica las propiedades de la física convencional cambian, mejor dicho la materia a escala macroscópica se comporta de manera diferente y predecible o explicable a simple vista,  que a como lo haría por ejemplo una partícula como un electrón o un fotón, pero sin embargo este material desarrollado, lograría manifestar o conservar dichas propiedades cuánticas a escala macroscópica, lo que facilita aún más los trabajos y las investigaciones. El material en sí mismo afirman es de alguna manera fácil de elaborar.

En el material se podría tener dos clases de superconductividad exótica, la primera sería la superconductividad de momento finito, y la otra sería la superconductividad topológica, lo cual daría como resultado un posible material superconductor con la capacidad de trabajar con dos tipos de superconductividad a la vez, o mejor dicho un superconductor que son dos clases de superconductores en uno solo.

Últimamente es más común el desarrollo de materiales superconductores que son muy finos, o conocidos también como bidimensionales o solo de unas pocas capas que son del espesor de un átomo. Estos materiales muy delicados, serían difíciles de trabajar o manipular, lo que podría dificultar las investigaciones sobre esta clase de superconductores. Es por eso que según el investigador principal Joseph Checkelsky en conjunto con sus colegas han desarrollado un material que en realidad es un conjunto de estas capas finas, puestas una encima de otra como formando una torta, lo que da como resultado un cristal grande. También existe en medio de estas, capas espaciadoras o protectoras, pero lo que más destaca es que este material macroscópico se comporta como un material bidimensional que posee esas propiedades cuánticas, y así es más fácil estudiar esta clase de superconductores exóticos.

Volviendo a las características de los superconductores exóticos, estos superconductores transportan los electrones en pares o conocidos como pares de Cooper, pero lograr esto sin problema durante distancias relativamente largas, solo puede ocurrir con materiales especiales o que son limpios.

El material desarrollado para esta investigación tiene principalmente la característica de comportarse como un superconductor de momento finito, y sobre todo perdura siendo así al aplicarle un campo magnético intenso, mostrando así un determinado patrón de pares de Cooper distribuidos en regiones, y que además se comporta como un material muy limpio para el movimiento de los pares de Cooper. Y además afirman que se puede manipular para crear más patrones de este tipo de superconductividad inusual en el mismo material.

Otra propiedad de la que se dieron cuenta como posible, es la de la superconductividad topológica, en la cual los electrones se mueven o se desplazan solamente a través de los bordes del material. Con respecto a esta última, persisten las investigaciones, no está ciento por ciento confirmado, pero cuando esto sea certero sin duda podrán desarrollar definitivamente el superconductor que se comporta como dos superconductores en uno. Sin embargo, con la primera propiedad de superconductividad de momento finito si darían un gran avance en su uso para el desarrollo de la computación cuántica, se trata de una super rejilla natural, con patrones ajustables, mientras que los pares de Cooper se mueven entre los denominados niveles de Landau.

Este trabajo de investigación fue publicado el 3 de noviembre de 2021 en la revista Nature.

Opinión:

Lo que más se podría destacar de este trabajo es que se pone énfasis en el uso de propiedades eléctricas para los procesos de cómputo, en cambio en otros trabajos se hace uso de propiedades ópticas, mediante dispositivos como los láseres. También presenta una ventaja de facilidad de implementación y análisis frente al uso del grafeno rotado por ejemplo, que emplea capas que son solo bidimensionales. En fin... el procesamiento y la computación cuántica ya es una realidad, pero hay que seguir mejorando para que su aplicación e implementación en las actividades cotidianas, o en los usos más comunes de la vida diaria, sea lo más simple y compacto posible.

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Electricidad atmosférica como energía alternativa

Alguna vez se habrán preguntado, ¿Qué otras formas de obtener o generar energía eléctrica existe a parte de las conocidas?, Todos con gran o poco conocimiento en lo referente al campo de la electricidad, electrónica o física, deducimos fácilmente las formas típicas de obtener energía eléctrica tales como centrales hidroeléctricas, paneles solares, centrales térmicas, energía nuclear, generadores eólicos, etc. Pero alguna vez se han imaginado que a nuestro alrededor puede haber aún más energía disponible que está constantemente recirculando, tal ejemplo es el calor que los seres vivos emanamos, las señales de radio y microondas que recirculan constantemente para los servicios de telecomunicaciones, campos electromagnéticos provenientes de los cables del servicio de energía eléctrica y fuentes de alimentación que de alguna forma viene a ser como energía sobrante, campos electromagnéticos y radiaciones provenientes del espacio exterior, etc. Pero sobre todo frente a nuestras narices existe energía electrostática, que rodea la superficie de la Tierra aunque con un potencial de cero volts, o muy cercano a cero volts, pero conforme va subiendo la altura o nos vamos alejando del suelo, este potencial deja de ser cero volts, y puede subir a 100 volts, 200 volts etc.

Así es y es que nuestra atmósfera posee un potencial eléctrico, y este aumenta a razón de 100 voltios por metro, empezando desde el suelo, con un potencial de 0 voltios, este se va elevando a medida que se sube en altura, entonces aproximadamente a la altura de nuestras cabezas habrá un potencial aproximado de 200 voltios, un metro más arriba habrá 300 voltios, y así sucesivamente. Pero no todo es tan fácil como parece, ahora supondremos que si colocamos un par de electrodos, una a nivel del suelo y otra a una cierta altura en metros, obtendremos el voltaje deseado, pero lo que ocurre en realidad es que todo lo que toque la superficie de la tierra o el suelo adquiere su misma carga, es por eso que no sentimos una descarga eléctrica sobre nosotros, ya que en realidad el mismo potencial de cero voltios va desde nuestros pies hasta encima de nuestra cabeza, se mantiene así la distribución equitativa de las cargas, y a partir de la superficie que queda encima de nuestra cabeza, ocurre correctamente la subida de potencial en el aire mientras aumenta altura. Pero este aumento de potencial eléctrico es constante hasta una altura de 50 kilómetros, después de esto no varía mucho.

Pero también lo que hay que tomar en cuenta que el aire puede funcionar como un conductor, cuando este está ionizado, lo que contribuye a mover más fácilmente cargas que se encuentran a mayor altitud en la atmósfera hacia el suelo. Se estima que un promedio de 10 microamperios por metro cuadrado llegan a la tierra desde arriba. Los rayos también son una manifestación clara de esta energía eléctrica atmosférica, aunque en este caso el aire se vuelto muy conductor, cabe también destacar que esto es un ciclo que equilibra las cargas entre el suelo y la atmósfera, el suelo tiene carga negativa, la atmósfera carga positiva, los rayos devuelven las cargas negativas al suelo cuando este las pierde.

Con estos precedentes ahora nos estaremos preguntando ¿Cómo funcionará un dispositivo para captación de esta energía, o si es posible almacenarla de alguna manera, o utilizarla para accionar algún mecanismo?

Entonces básicamente diríamos que para poder captar esta energía tendríamos que crear un dispositivo, que funcione como una especie de pararrayos, una antena o un electrodo muy puntiagudo, o una esfera, etc. Tendríamos que elevar este dispositivo a una cierta altura, o que su longitud sea igual a esa altura, y que termine en esos electrodos especiales, para que ayuden a descender las cargas hacia tierra o más claro hacia el dispositivo que almacena esta energía y que se encuentra en el suelo, o si talvez solo necesita ser accionado por esta energía captada. Respecto a esto último, aclararemos que al ser una carga electrostática, tendríamos corriente DC bajando por un cable, entonces lo que se busca es tratar de almacenar este voltaje en una especie de super capacitor, también se lo puede transformar a un voltaje AC con algún otro dispositivo, si se desea se puede diseñar alguna especie de motor electrostático para hacerlo funcionar con esta energía, o también se puede utilizar algún módulo conversor DC-DC para bajar el voltaje y en su lugar se eleve el amperaje, etc.

Existen patentes que han logrado tener resultados satisfactorios, por ejemplo la patente de Hermann Plauson (Junio 9 de 1925) mediante un globo elevado a una altura de 300 yardas, se obtiene un voltaje de 400 voltios y una corriente aproximada de 2 amperios, con una mejora de 500 voltios y 6.8 amperios, ya se han creado antes estas patentes, pero no se las ha popularizado demasiado, y es que obviamente esta vendría a ser tal vez una fuente de energía algo gratuita, y supondría una gran revolución porque básicamente funcionaria en cualquier rincón del planeta. Sin embargo su implementación podría resultar algo dificultosa.

Referencias:

Feynman Física vol. II. Electromagnetismo y Materia - Richard Feynman

https://rimstar.org/science_electronics_projects/atmospheric_electricity_powering_corona_electrostatic_motor.htm?fbclid=IwAR3vH6Y4TlPsmUFTPltILzKR2uUdJdxLrUwcsGD-g5H-5eTE5Wm46pmW0e8

https://www.youtube.com/watch?v=2rVdEhyMR6A

https://www.youtube.com/watch?v=F3tzGVDOAPM

Antigravedad ¿Qué es? ¿Es posible lograr de alguna forma?

¿Qué es la antigravedad?

La antigravedad se la puede catalogar como una fuerza teórica o hipotética (hasta este momento quizá), que consiste en una repulsión entre los cuerpos, contraria a la fuerza gravitatoria que es la responsable de atraer a las cuerpos entre sí, siendo un ejemplo tan evidente la fuerza de atracción que la Tierra ejerce sobre nosotros y sobre todos los objetos y seres que en ella se sitúan, a su vez nosotros o cada objeto individualmente ejerce una fuerza de atracción sobre el planeta Tierra, pero la fuerza que ejerce el planeta sobre todo es la que predomina debido a su gran masa, de acuerdo a la ley de gravitación universal. Por lo cual el responsable de la fuerza gravitatoria de acuerdo a la física de partículas elementales sería el teórico gravitón, una de las partes elementales de toda la materia observable. Se deducirá que para lograr anti gravedad se requeriría la influencia de una antipartícula, esto debido a que la materia tendría su respectiva antimateria (de cargas y comportamientos opuestos) por leyes de supersimetría del universo. Esta antipartícula que generaría la anti gravedad sería el anti gravitón(por lo menos teóricamente).

Ante todo esto surge otra pregunta: ¿Un dispositivo de propulsión por antigravedad, emplearía estos gravitones para lograr este objetivo?

Propulsión por antigravedad

Sin lugar a dudas la antigravedad es un santo grial de la ciencia e ingeniería, muchos científicos y especialistas intentan buscar alguna forma de propulsión que no utilice motores, turbinas ,hélices o propulsores convencionales que emplean los típicos combustibles fósiles para su funcionamiento, por lo cual y luego de décadas de crearse el primer aeroplano, empezaron a aparecer rumores de un nuevo tipo de propulsión que emplea energía electromagnética y campos electrostáticos. Empezando esta historia con Nikola Tesla, a quién se le atribuyen muchas patentes, de las cuales algunas se consideran como secretas, y de las cuales se especula que se lo logró conseguir, tal ejemplo de esto podría ser El Efecto Hutchison, en honor a la persona que supuestamente descubriría este efecto que según afirma habría estudiado estas patentes secretas de Tesla para conseguirlo, consiste en dispositivos que producen estos fenómenos electromagnéticos y electrostáticos (adecuadamente configurados) que logran impulsar y repeler objetos por el aire, etc.

Otro aporte que puede ser considerado como algo secreto, es gracias al científico Thomas Townsend Brown (T.T. Brown).  Atribuía una conexión entre los campos eléctricos fuertes de alto voltaje y una fuerza de repulsión aparentemente contraria a la gravedad, de lo cual algunos científicos más ortodoxos afirman que se trata solamente de un viento iónico (ya que supuestamente no levita en el vacío), la ufología y otras ciencias alternativas siguen sosteniendo que se trata de anti gravedad. En la actualidad diseñan unos dispositivos que usan este principio y se los denomina "Lifter" y que en efecto logran levitar.

En el siguiente video de YouTube podrán ver lo citado con respecto al efecto Hutchison y a los lifter de T.T Brown.

También podemos destacar la levitación por campos magnéticos como una forma de antigravedad (como la consideran algunos). Esta levitación se puede producir por repulsión entre campos magnéticos, o por repulsión de algunos materiales de acuerdo a sus propiedades, hacia estos campos.

La levitación acústica también sirve para repeler la gravedad, se hace uso de ondas sonoras para repeler objetos o mantenerlos suspendidos en el aire.

En síntesis:

Al llegar a este punto muchos se darán cuenta que en todas estas formas de crear "antigravedad", no se menciona la utilización de los anti gravitones como tales, sino que se utilizan fenómenos diversos para hacer levitar objetos, y pueden haber muchos más...Pero el punto es que es muy obvio que no se utilice los anti gravitones para producir la anti gravedad, ya que ni siquiera de la existencia del gravitón se está 100% seguros según los científicos, todo recae en la teoría de las cuerdas que afirma que los gravitones serían como cuerdas y no como partículas ya que su masa es muy cercana a cero o extremadamente pequeña.

Referencias:

https://www.youtube.com/watch?v=ZbXusGcrQ8Y

https://www.youtube.com/watch?v=lCDcoy3pKxs

https://www.youtube.com/watch?v=G3m8TxAxNYQ

https://es.wikipedia.org/wiki/Antigravedad

https://en.wikipedia.org/wiki/Thomas_Townsend_Brown

https://www.dbplusacoustics.com/levitacion_acustica/

https://es.wikipedia.org/wiki/Gravit%C3%B3n